JP5473863B2 - オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダヘッドカバーの外部に配設されてシリンダヘッドカバーに組付けられるオイルセパレータと、シリンダヘッドカバーとのシール構造に関する。

内燃機関、例えば自動車のエンジン等においては、その稼動時において、ピストンリングとシリンダ壁との隙間から漏出するブローバイガスを大気中に排出することは大気汚染の原因になるとして、いわゆるＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）システムにより吸気系に戻し再燃焼させることが行なわれている。
ところで、ブローバイガス中にはエンジンオイル等の潤滑油が微粒化されたオイルミストが含まれている。そのため、ブローバイガス中のオイルミストを分離回収する手段として、シリンダヘッドカバーやクランクケースと吸気管路とを連結する連結流路の途中等にオイルミスト捕集装置（オイルセパレータ）が設けられている。

従来の、シリンダヘッドカバーの外部に配設されてシリンダヘッドカバーに組付けられるオイルセパレータは、たとえば、特開２００６−２２０１４９号公報に開示されている。

上記公報開示のオイルセパレータにあっては、オイルセパレータの、オイル混合ガスをセパレータ内に導入するガス入口管が、シリンダヘッドカバーに設けられる入口管用孔にＯリングにより密閉した形で挿入されており、オイルセパレータの、オイル混合ガスから分離したオイルをセパレータ外に排出するドレインが、シリンダヘッドカバーに設けられるドレイン用孔にＯリングにより密閉した形で挿入されている。

しかし、上記公報開示のシール構造には、つぎの問題点がある。
ガス入口管とドレインの両方がＯリングによりシールされているため、ヘッドカバーとオイルセパレータの寸法公差を厳密に管理、調整しなければならず、部品製造コスト上不利である。

特開２００６−２２０１４９号公報

本発明の目的は、従来に比べて部品製造コスト上有利な、オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） シリンダヘッドカバーの外部に配設されて該シリンダヘッドカバーに組付けられるオイルセパレータの、オイル混合ガスをセパレータ内に導入するガス入口管が、前記シリンダヘッドカバーに設けられる入口管用孔に挿入され、前記オイルセパレータの、前記オイル混合ガスから分離したオイルをセパレータ外に排出するドレインが、前記シリンダヘッドカバーに設けられるドレイン用孔に挿入されており、前記ガス入口管の外周面と前記入口管用孔の内周面との間が第１のシール部材でシールされ、前記ドレインの外周面と前記ドレイン用孔の内周面との間が第２のシール部材でシールされる、オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造であって、
前記第１、第２のシール部材の一方がＯリングで構成され、前記第１、第２のシール部材の他方がリップ部を備えるリップシールで構成されている、オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造。

上記（１）のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造によれば、第１、第２のシール部材の一方がＯリングで構成され、第１、第２のシール部材の他方がリップ部を備えるリップシールで構成されているため、つぎの効果を得ることができる。
Ｏリングが圧縮することで吸収できる誤差よりも、リップシールのリップ部が撓むことで吸収できる誤差は大きいため、第１、第２のシール部材の両方がＯリングで構成されている場合（従来）に比べて、ヘッドカバーとオイルセパレータの寸法公差を厳密に管理、調整する必要がなく、部品製造コスト上有利である。

本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造の、オイルセパレータを側面図で示し、シリンダヘッドカバー及びシール部材を断面図で示した図である。 本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造の、リップシールで構成されるシール部材とその近傍の部分拡大断面図である。 本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造の、Ｏリングで構成されるシール部材とその近傍の部分拡大断面図である。 本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造の、オイルセパレータの平面図である。 本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造の、オイルセパレータの断面図である。

以下に、図１〜図５を参照して、本発明実施例のオイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造（以下、単にシール構造ともいう）を説明する。

本発明実施例のシール構造は、図１に示すように、オイルセパレータ１０と、シリンダヘッドカバー２０と、第１のシール部材３０と、第２のシール部材４０と、を有する。

オイルセパレータ１０は、たとえば、図示略の自動車エンジンのクランクケース内に発生するオイル混合ガス（オイルミスト混合ガス、ブローバイガス）からオイル（オイルミスト）を分離させて、分離させたオイルをクランクケースに戻すものである。ただし、オイルセパレータ１０は、自動車エンジン以外の内燃機関の内部で発生するオイル混合ガス中のオイルを分離するものであってもよい。

オイルセパレータ１０は、シリンダヘッドカバー２０と別体に形成されており、シリンダヘッドカバー２０の外部（外表面、上面）に配設されている。オイルセパレータ１０は、それぞれ別々に型成形された後にバイブレーション溶着（振動溶着）等により固定される、複数部品（たとえば４部品）構成である。オイルセパレータ１０は、オイルセパレータ１０から延びる複数（図４では３個）のステー１１を有しており、該ステー１１を図１に示すようにシリンダヘッドカバー２０のボス部２１にボルト（ビス、ネジであってもよい）５０を用いて固定して取付けることで、シリンダヘッドカバー２０に固定して組付けられる（取付けられる）。

複数のステー１１は、全部、同じ高さ位置で直線状に延びて設けられていることが望ましい。これは、ステー１１の高さ位置が互いに異なっていたり、ステー１１に屈曲部または湾曲部が設けられていると、比較的長さの長いステー１１が存在してしまい、ステー１１に反り、変形等が発生してオイルセパレータ１０をシリンダヘッドカバー２０に組付けることができなくなってしまうからである。

各ステー１１には、シリンダヘッドカバー２０のボス部２１を囲むようにして下方に延びる図示略の補強リブが設けられている。補強リブによって、各ステー１１の剛性が高められている。なお、補強リブが下方に延びているため（補強リブが上方に延びていないため）、ボルト５０を締め付ける際に図示略の工具が補強リブに干渉してしまうことを抑制でき、ボルト５０の工具による締め付けを容易に行なうことができる。

オイルセパレータ１０は、ステー１１の他に、さらに、ガス入口管１２と、分離機構１３と、ドレイン１４と、ガス排出部１５と、を有する。

ガス入口管１２は、図示略のクランクケース内に発生するオイル混合ガスをセパレータ１０内部に導入する部分である。ガス入口管１２は管状であり１個のみ設けられている。ガス入口管１２は、図２に示すように、下方に延びて設けられており、下端部またはその近傍が開放されている。ガス入口管１２は、シリンダヘッドカバー２０に設けられる入口管用孔２２に挿入されている（入口管用孔２２を挿通している）。ガス入口管１２の少なくとも下端部は、シリンダヘッドカバー２０の内側スペースＳに入り込んでいる。

分離機構１３は、図５に示すように、少なくとも１個（図示例では４個）設けられる。分離機構１３は、ガス入口管１２から導入されたオイル混合ガスからオイルを分離するために設けられる。分離機構１３は、図５に示すようなサイクロン式であってもよく、図示略の慣性衝突式であってもよく、その他の方式であってもよい。分離機構１３がサイクロン式である場合、分離機構１３は、ガス入口管１２を流れてきたオイル混合ガスを旋回運動させ該旋回運動による遠心力によりオイル混合ガスからオイルを分離させる。

ドレイン１４は、オイル混合ガスから分離機構１３によって分離されたオイルをセパレータ１０外部に排出する部分である。ドレイン１４は、図１に示すように、管状であり１個のみ設けられている。ドレイン１４は、ガス導入管１２とは異なる部分から下方に延びて設けられており、図３に示すように下端部またはその近傍が開放されている。ドレイン１４は、シリンダヘッドカバー２０に設けられるドレイン用孔２３に挿入されている（ドレイン用孔２３を挿通している）。ドレイン１４の少なくとも下端部は、シリンダヘッドカバー２０の内側スペースＳに入り込んでいる。

ガス排出部１５は、オイル混合ガスから分離機構１３によってオイルが分離されたガスをセパレータ１０外部に排出する部分である。ガス排出部１５は、図４に示すように、管状であり、オイルセパレータ１０に１つのみ設けられている。

シリンダヘッドカバー２０は、たとえばアルミ製である。図１に示すように、シリンダヘッドカバー２０の上壁部（天板部といってもよい）２０ａに、前述したボス部２１、入口管用孔２２及びドレイン用孔２３が設けられている。

ボス部２１は、オイルセパレータ１０のステー１１と同数設けられており、その全てが同一平面上に設けられている。
入口管用孔２２は、ボス部２１とは異なる位置に設けられており、シリンダヘッドカバー２０の上壁部２０ａを上下方向に貫通して設けられている。
ドレイン用孔２３は、ボス部２１及び入口管用孔２２とは異なる位置に設けられており、シリンダヘッドカバー２０の上壁部２０ａを上下方向に貫通して設けられている。

第１のシール部材３０は、図２に示すように、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面との間をシールし、ヘッドカバー２０内のオイルやオイル混合ガスが外部に流出してしまうことを防止するために設けられる。第１のシール部材３０は、弾性変形可能な軟質樹脂製であり、たとえばゴム製である。第１のシール部材３０は、部品点数を削減するために、一部品構成とされていることが望ましい。第１のシール部材３０は、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面とに、常時、接触している。

第２のシール部材４０は、図３に示すように、ドレイン１４の外周面とドレイン用孔２３の内周面との間をシールし、ヘッドカバー２０内のオイルやオイル混合ガスが外部に流出してしまうことを防止するために設けられる。第２のシール部材４０は、弾性変形可能な軟質樹脂製であり、たとえばゴム製である。第２のシール部材４０は、部品点数を削減するために、一部品構成とされていることが望ましい。第２のシール部材４０は、ドレイン１４の外周面とドレイン用孔２３の内周面とに、常時、接触している。

第１、第２のシール部材３０，４０の一方が、Ｏリングで構成され、第１、第２のシール部材３０，４０の他方がリップシールで構成されている。以下、本発明実施例では、第１のシール部材３０がリップシールで構成され、第２のシール部材４０がＯリングで構成される場合を例にとって説明する。

リップシールで構成される第１のシール部材３０は、図２に示すように、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面の一方に装着される（嵌められる）円筒形状（略円筒形状を含む）の装着部３１と、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面の他方に接触するリップ部３２と、を備える。

装着部３１は、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面の一方に、接着剤等を用いて脱落不能に装着されていてもよく、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面の一方に設けられる段差部２２ａにて脱落不能に装着されていてもよく、これらの複合にて脱落不能に装着されていてもよい。

リップ部３２は、円錐台状であり、装着部３１の軸方向一端部（上端部）またはその近傍から、装着部３１の半径方向中心側かつ装着部３１の軸方向他端側（下端側）に傾斜して延びている。リップ部３２は、延び方向先端が自由端とされている。リップ部３２は、延び方向先端部で、ガス入口管１２の外周面と入口管用孔２２の内周面の他方に接触している。リップ部３２は、延び方向先端が装着部３１に接近離反する方向に（半径方向に）弾性変形可能（撓み可能）とされている。リップ部３２の延び方向先端部の、装着部３１に接近離反する方向に弾性変形できる量（距離）は、Ｏリングで構成される第２のシール部材４０の断面圧縮による変形量よりも著しく大である。

Ｏリングで構成される第２のシール部材４０は、図３に示すように、ドレイン１４の外周面とドレイン用孔２３の内周面の一方に設けられる受入れ部１４ａに脱落不能に装着されている（嵌められている）。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
本発明実施例では、第１、第２のシール部材３０，４０の他方がリップ部３２を備えるリップシールで構成されているため、つぎの作用を得ることができる。
Ｏリングが圧縮することで吸収できる誤差よりも、リップシールのリップ部３２が撓むことで吸収できる誤差は大きいため、第１、第２のシール部材３０，４０の両方がＯリングで構成されている場合（従来）に比べて、ヘッドカバー２０とオイルセパレータ１０の寸法公差を厳密に管理、調整する必要がなく、ヘッドカバー２０とオイルセパレータ１０の部品製造コスト上有利である。

また、第１、第２のシール部材３０，４０の一方がＯリングで構成されているため、第１、第２のシール部材３０，４０の両方がリップシールで構成される場合に比べて、（ａ）安価であり、（ｂ）シリンダヘッドカバー２０に対するオイルセパレータ１０の相対位置を設計上狙った位置（所定位置）にすることができる。

１０ オイルセパレータ
１１ ステー
１２ ガス入口管
１３ 分離機構
１４ ドレイン
１４ａ 受入れ部
１５ ガス排出部
２０ シリンダヘッドカバー
２０ａ 上壁部
２１ ボス部
２２ 入口管用孔
２３ ドレイン用孔
３０ 第１のシール部材
３１ 装着部
３２ リップ部
４０ 第２のシール部材
Ｓ シリンダヘッドカバーの内側スペース

Claims (1)

1. シリンダヘッドカバーの外部に配設されて該シリンダヘッドカバーに組付けられるオイルセパレータの、オイル混合ガスをセパレータ内に導入するガス入口管が、前記シリンダヘッドカバーに設けられる入口管用孔に挿入され、前記オイルセパレータの、前記オイル混合ガスから分離したオイルをセパレータ外に排出するドレインが、前記シリンダヘッドカバーに設けられるドレイン用孔に挿入されており、前記ガス入口管の外周面と前記入口管用孔の内周面との間が第１のシール部材でシールされ、前記ドレインの外周面と前記ドレイン用孔の内周面との間が第２のシール部材でシールされる、オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造であって、
   前記第１、第２のシール部材の一方がＯリングで構成され、前記第１、第２のシール部材の他方がリップ部を備えるリップシールで構成されている、オイルセパレータとシリンダヘッドカバーのシール構造。
   

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